الحقائق المادية للانتقال إلى الطاقة النظيفة

أحيانًا أشعر بالغضب عندما يتم قياس التقدم نحو الطاقة النظيفة، على سبيل المثال، بمقدار الإعفاء الضريبي الحكومي لشراء السيارات الكهربائية، أو التواريخ المعلنة عندما تصل ولاية أو مدينة إلى الصفر من انبعاثات الكربون، أو ما إذا كان هناك اتفاق دولي. وقعت أم لا. ما يزعجني هو أنه في حين أن تغييرات السياسات أو الجداول الزمنية أو التوقيعات يمكن أن تكون مفيدة في تحفيز التغيير، فإن الوصول إلى أهداف الطاقة النظيفة يتطلب تغييرات مادية فعلية في توليد الطاقة وتخزينها ونقلها واستخدامها. إن مدى حدوث التغييرات الجسدية المطلوبة أم لا هو المشكلة برمتها حرفيًا.

وبهذه الروح، نشر معهد ماكينزي العالمي تقريرًا بعنوان “الأشياء الصعبة: التنقل في الحقائق المادية لتحول الطاقة” (14 أغسطس 2024). المؤلفون يكتبون:

إن تحول الطاقة هذا في مراحله المبكرة. وحتى الآن، لا يتجاوز نشر التكنولوجيات المنخفضة الانبعاثات نحو 10% من المستويات المطلوبة بحلول عام 2050 في معظم المناطق، وكان ذلك في حالات استخدام سهلة نسبيا. لا بد أن تظهر المزيد من التحديات الصعبة عندما يواجه العالم حالات استخدام أكثر صعوبة عبر المناطق الجغرافية. وما يزيد من تعقيد مهمة بناء نظام جديد للطاقة منخفض الانبعاثات هو أنه يتزامن مع الحاجة إلى مواصلة النمو لتوسيع القدرة على الوصول إلى الطاقة لمليارات من البشر الذين لا يزالون لا يحصلون عليها، وبالتالي تمكينهم اقتصاديا. ويحتاج هذا التحول أيضًا إلى معالجة المخاوف المتزايدة بشأن القدرة على تحمل تكاليف الطاقة وأمنها، فضلاً عن دور نظام الطاقة في ضمان القدرة التنافسية الصناعية. علاوة على ذلك، فإن الطموح هو التحول السريع للطاقة.

يركز التقرير على 25 مهمة بدنية يجب القيام بها في سبعة مجالات، بعضها مزود بتقنيات بعيدة كل البعد عن النضج. هنا رسم للتوضيح. لا تزال الأشكال السداسية ذات اللون الأزرق الفاتح تتطلب التقدم التكنولوجي، ولكنها تواجه أقل العقبات المادية. تتطلب الأشكال السداسية الزرقاء المتوسطة تسريع التقنيات المعروفة وتوسيع البنية التحتية. الأشكال السداسية ذات اللون الأزرق الداكن (12 فئة من 25 فئة) هي المكان الذي “بدأ فيه التحول للتو”.

يتناول التقرير هذه الفئات الـ 25 بشيء من التفصيل. فيما يلي بعض النقاط المهمة من الفئات السبع الرئيسية:

—قوة. في عموم الأمر، لابد من زيادة قدرة توليد الطاقة المنخفضة الانبعاثات بنحو عشرة أضعاف بحلول عام 2050. وهناك تحديان من المستوى الثالث: إدارة التقلبات في نظام الطاقة حيث تولد الطاقة الشمسية وطاقة الرياح حصة أكبر من الطاقة، والقيام بذلك في أنظمة الطاقة الناشئة التي تحتاج إلى النمو بسرعة خاصة. ولابد أن تنمو القدرة المرنة المطلوبة لإدارة هذا التقلب، بما في ذلك توليد النسخ الاحتياطية والتخزين والربط بين الشبكات في مناطق مختلفة، بمعدل أسرع مرتين إلى سبع مرات من الطلب على الطاقة، ولكن جميعها تواجه عوائق. …

—التنقل. وسيحتاج عدد المركبات الكهربائية إلى الارتفاع من حوالي 30 مليونًا على الطريق اليوم إلى حوالي مليار بحلول عام 2050…. ولا يزال أمام توسيع نطاق البنية التحتية لشحن المركبات الكهربائية وسلاسل التوريد شوط طويل وهو المستوى الثاني. ومن الصعب إزالة الكربون من النقل بالشاحنات والطيران والشحن. ، نظرًا لأنها تتطلب السفر لمسافات طويلة بحمولات ثقيلة، وهي تحديات من المستوى 3.

—صناعة. وتطرح إزالة الكربون من ركائز المواد الصناعية “الأربعة الكبرى” للحضارة الحديثة ــ الصلب، والأسمنت، والبلاستيك، والأمونيا ــ أربعة تحديات من المستوى الثالث، حيث بدأ التحول للتو. …

—المباني. تمثل التدفئة الحصة الأكبر من الانبعاثات المرتبطة بالمباني. المضخات الحرارية هي تقنيات راسخة بالفعل وتعمل بشكل جيد، ولكن … [m]إن الطلب على الخام، وبالتالي المستوى 2، يدير احتمال مضاعفة أو ثلاثة أضعاف الطلب على الطاقة في بعض المناطق في حالة توسع استخدام المضخات الحرارية.

-مواد خام. ومن المتوقع أن يرتفع الطلب على المعادن الحيوية، مثل الليثيوم والكوبالت والأتربة النادرة، ولكن العرض الحالي لا يتجاوز 10 إلى 35 في المائة مما ستكون هناك حاجة إليه بحلول عام 2050.

– الهيدروجين وحاملات الطاقة الأخرى. وستكون هناك حاجة إلى ناقلات طاقة جديدة لتكون بمثابة أنواع وقود بديلة ومواد أولية للعمليات الصناعية. أحد الخيارات هو الهيدروجين، الذي يواجه تحديين من المستوى الثالث. أولاً، يمر جزيء الهيدروجين بعدة خطوات وبالتالي فقدان الطاقة قبل أن يتم استخدامه؛ يجب تقليلها ومقارنتها بخصائصها المفيدة. ثانياً، سيحتاج إنتاج الهيدروجين والبنية التحتية إلى التوسع بشكل كبير. هناك عدد قليل من مشاريع الهيدروجين منخفضة الانبعاثات واسعة النطاق قيد التشغيل حاليًا. …

– تخفيض الكربون والطاقة. وإلى جانب التدابير الرامية إلى استبدال التكنولوجيات ذات الانبعاثات العالية بتقنيات منخفضة الانبعاثات، ستكون هناك حاجة أيضا إلى تقليل كمية الطاقة المستهلكة وانبعاثات التكنولوجيات الحالية. … يمكن أن يكون احتجاز الكربون من “مصادر ثابتة” جديدة مثل الأسمنت أصعب بثلاث مرات – وأكثر تكلفة – من حالات الاستخدام الحالية الأقل تطلبًا، كما أن إزالة الكربون من الغلاف الجوي من خلال احتجاز الهواء المباشر قد تكون أكثر تكلفة.

لقد تم التوقيع على أول معاهدة دولية لمعالجة انبعاثات الغازات الدفيئة في كيوتو قبل 27 عاماً، في عام 1997. بصراحة، عندما أفكر في التحديات المذكورة في تقرير ماكينزي والوضع الحالي لإنتاج الطاقة العالمي ككل، فإن التقدير التقريبي يقول: ويبدو أن نسبة الـ 10% من التقدم السهل الذي تم إحرازه تبدو متفائلة للغاية. وبعبارة أخرى، فإن الإعلانات عن الجداول الزمنية والمعاهدات بشأن الطاقة الخالية من الكربون أو الطاقة المنخفضة الكربون، أو حول الإنفاق الحكومي وإعانات الدعم لتحقيق هذا الهدف، تبدو متفائلة إلى حد كبير مقارنة بحجم التغير المادي الفعلي الذي حدث. إن القرارات التي اتخذت في ثمانينيات القرن العشرين والتي طالبت دولاً أخرى غير فرنسا (!) بالابتعاد عن الطاقة النووية الخالية من الكربون، بل والأكثر من ذلك القرار بالتراجع عن الإبداع في هذا المجال، بدأت تعود الآن إلى موطنها.